JP5942045B2 - 超音波処置装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波振動が伝達される処置部と処置部に対して開閉可能なジョーとの間で処置対象を把持して、超音波振動を用いて把持された処置対象を処置する超音波処置装置に関する。

例えば特許文献１には、超音波振動が伝達される処置部と、処置部に対して開閉可能なジョーと、を備える超音波処置装置が開示されている。この超音波処置装置では、電源から振動発生部に振動発生電力が伝達されることにより、振動発生部である超音波振動子で超音波振動が発生する。そして、発生した超音波振動が処置部に伝達され、伝達された超音波振動を用いて処置部は生体組織等の処置対象を処置する。ここで、ジョーの開閉方向は、超音波振動の伝達方向に対して垂直である（交差する）。処置部とジョーとの間で処置対象が把持された状態で処置部に超音波振動が伝達されることにより、処置対象と処置部との間に摩擦熱が発生する。摩擦熱によって、処置対象が凝固と同時に切開される。また、超音波処置装置では、振動発生電力の超音波インピーダンス値が経時的に検出され、超音波インピーダンス値が既定の第１の閾値以上でかつ第１の閾値より大きい既定の第２の閾値以下の範囲であるか否かを判定している。

米国特許出願公開第２０１２／０３１０２６４号明細書

前記特許文献１のような超音波処置装置では、超音波振動を用いて処置部とジョーとの間で把持された処置対象を凝固させながら切開することにより、超音波振動の伝達方向について処置対象の少なくとも一部の範囲において、超音波振動の伝達方向に平行でかつジョーの開閉方向に平行な分断面で、処置対象が分断される。この現象を、切れ分かれと称する。生体組織が切れ分かれることにより、処置対象が分断された範囲では、ジョーの当接部が処置部に当接する。ジョーの当接部が処置部に当接している状態で処置部に超音波振動が伝達されると、振動によって、ジョーの当接部が摩耗又は熱変形等によって破壊してしまう。このため、処置対象が切れ分かれたか否かを適切に判断することが、重要となる。

ここで、処置対象が切れ分かれた時点の近傍では、ジョーの当接部と処置部との間に位置する処置対象の状態変化等に起因して、超音波インピーダンス値の経時的な変化において、ピークが発生する。前記特許文献１では、超音波インピーダンス値が既定の第１の閾値以上でかつ既定の第２の閾値以下の範囲であるか否かは、判定される。しかし、切れ分かれによって発生するピークでの超音波インピーダンス値は、超音波処置具（ハンドピース）の種類、処置対象の種類、処置対象の濡れ具合等に対応して、変化する。このため、切れ分かれによって発生するピークでの超音波インピーダンス値は、第１の閾値より小さくなる場合もあれば、第２の閾値より大きくなる場合もある。したがって、前記特許文献１では、切れ分かれによって発生する超音波インピーダンス値のピークが適切に検出されず、術者は、処置対象が切れ分かれたか否かを適切に判断できない。このため、処置部とジョーの当接部とが接触し、過剰な摩擦熱が発生する。

また、切れ分かれに起因するピークが検出された場合でも、ピーク検出時において、超音波振動の伝達方向について処置対象の一部の範囲においてのみ処置対象が分断されることがある。この場合、超音波振動の伝達方向について処置対象の残りの一部の範囲では、ピーク検出時において、処置対象が分断されていない。このため、ピーク検出直後に電源からの振動発生電力の出力を停止した場合、超音波振動の伝達方向に平行でかつジョーの開閉方向に平行な分断面で処置対象が分断されない切れ残りが、発生してしまうおそれがある。したがって、過剰な摩擦熱を発生させることなく、処置対象の切れ残りを切開することが重要となる。

本発明は前記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、超音波振動を用いた処置において処置部とジョーとの間で把持された処置対象が切れ分かれたか否かを適切に判断され、処置部とジョーの当接部との接触によって過剰な摩擦熱が発生することを有効に防止する超音波処置装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のある態様の超音波処置装置は、振動発生電力を出力可能な電源と、前記電源から前記振動発生電力が伝達されることにより、超音波振動を発生する超音波振動子と、前記超音波振動子で発生した前記超音波振動を用いて処置を行う処置部と、前記処置部に対して開閉可能なジョーであって、前記処置部に対して前記ジョーが閉じた状態において前記処置部に当接可能な当接部を備えるジョーと、前記電源から前記振動発生電力が出力されている状態において、前記超音波振動子の超音波インピーダンス値を経時的に検出するインピーダンス検出部と、前記インピーダンス検出部での検出結果に基づいて、前記超音波インピーダンス値が漸減を開始する漸減開始時を検出する漸減検出部と、検出された前記漸減開始時での前記超音波インピーダンス値を仮ピーク値として保持する仮ピーク値保持部と、保持された前記仮ピーク値に対して前記漸減開始時以後の前記超音波インピーダンス値の経時的な変化を比較することにより、保持された前記仮ピーク値が検出対象である対象ピークであったか否かを判定するピーク判定部と、 前記電源からの前記振動発生電力の出力状態を制御する超音波制御部であって、前記ピーク判定部での判定に基づいて、前記対象ピークが検出されたピーク検出時から少なくとも規定時間だけ経過した時点において、前記ピーク検出時以前の第１の超音波出力モードに比べて前記処置部での前記超音波振動による切開性能が小さくなる第２の超音波出力モードで、前記電源から前記振動発生電力を出力させる超音波制御部と、を備える。
本発明の別のある態様は、超音波振動子で発生させた超音波振動を用いて処置対象を処置する処置部を備える超音波処置具と電気的に接続される制御ユニットであって、前記超音波振動子を作動させる振動発生電力を出力する電源と、前記電源から出力された前記振動発生電力に基づいて、前記超音波振動子の超音波インピーダンス値を経時的に検出するインピーダンス検出部と、前記インピーダンス検出部での検出結果に基づいて、前記超音波インピーダンス値が漸減を開始する漸減開始時を検出する漸減検出部と、検出された前記漸減開始時での前記超音波インピーダンス値を仮ピーク値として保持する仮ピーク値保持部と、保持された前記仮ピーク値に対して前記漸減開始時以後の前記超音波インピーダンス値の経時的な変化を比較することにより、保持された前記仮ピーク値が検出対象である対象ピークであったか否かを判定するピーク判定部と、前記電源からの前記振動発生電力の出力状態を制御する超音波制御部であって、前記ピーク判定部での判定に基づいて、前記対象ピークが検出されたピーク検出時から少なくとも規定時間だけ経過した時点において、前記ピーク検出時以前の第１の超音波出力モードに比べて前記処置部での前記超音波振動による切開性能が小さくなる第２の超音波出力モードで、前記電源から前記振動発生電力を出力させる超音波制御部と、を備える。

本発明によれば、超音波振動を用いた処置において処置部とジョーとの間で把持された処置対象が切れ分かれたか否かを適切に判断され、処置部とジョーの当接部との接触によって過剰な摩擦熱が発生することを有効に防止する超音波処置装置を提供することができる。

第１の実施形態に係る超音波処置装置を示す概略図である。 第１の実施形態に係る振動子ユニットの構成を概略的に示す縦断面図である。 第１の実施形態に係る振動子ユニット及び制御ユニットでの電気的な接続状態を示す概略図である。 第１の実施形態に係るホーン部材及び超音波振動子を部材ごとに分解して概略的に示す斜視図である。 第１の実施形態に係る超音波振動子と電源との間の電気的な接続状態を示す概略図である。 第１の実施形態に係る処置部及びジョーを概略的に示す側面図である。 第１の実施形態に係る処置部及びジョーを長手軸に垂直な断面で概略的に示す横断面図である。 第１の実施形態に係る処置部とジョーとの間で把持された処置対象の切れ分かれを説明するための概略図である。 第１の実施形態に係る電源から振動発生電力の出力が開始されてからの超音波インピーダンス値の経時的な変化の一例を示す概略図である。 第１の実施形態に係る制御ユニットの振動発生電力の出力が開始されてからの作動状態を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る処置部での超音波振動の振幅の経時的な変化の一例を示す概略図である。 第１の実施形態に係るピーク検出部によって行われる対象ピークの検出処理を示すフローチャートである。 第１の変形例に係る処置部での超音波振動の振幅の経時的な変化の一例を示す概略図である。 第２の変形例に係る処置部での超音波振動の振幅の経時的な変化の一例を示す概略図である。 第３の変形例に係る振動伝達部での超音波振動の共振周波数の経時的な変化の一例を示す概略図である。 第４の変形例に係る制御ユニットの振動発生電力の出力が開始されてからの作動状態を示すフローチャートである。 第４の変形例に係る処置部での超音波振動の振幅の経時的な変化の一例を示す概略図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１乃至図１２を参照して説明する。図１は、超音波処置装置１を示す図である。図１に示すように、超音波処置装置１は、超音波処置具（ハンドピース）２と、制御ユニット３と、を備える。超音波処置具２は、長手軸Ｃを有する。長手軸Ｃに平行な２方向の一方が先端方向（図１の矢印Ｃ１の方向）であり、先端方向とは反対方向が基端方向（図１の矢印Ｃ２の方向）である。超音波処置具２は、振動子ユニット５と、ハンドルユニット６とを備える。振動子ユニット５は、ハンドルユニット６の基端方向側に着脱可能に連結される。振動子ユニット５の基端部には、ケーブル７の一端が接続されている。ケーブル７の他端は、制御ユニット３に接続されている。

ハンドルユニット６は、長手軸Ｃに沿って延設される筒状ケース部１１と、筒状ケース部１１と一体に形成される固定ハンドル１２と、筒状ケース部１１に対して回動可能に取付けられる可動ハンドル１３と、を備える。固定ハンドル１２は、筒状ケース部１１から長手軸Ｃに対して離れる状態で、延設されている。筒状ケース部１１への取付け位置を中心として可動ハンドル１３が回動することにより、可動ハンドル１３が固定ハンドル１２に対して開動作又は閉動作を行う。また、ハンドルユニット６は、筒状ケース部１１の先端方向側に取付けられる回転操作ノブ１５を備える。回転操作ノブ１５は、筒状ケース部１１に対して長手軸Ｃを中心として回転可能である。また、固定ハンドル１２には、エネルギー操作入力部であるエネルギー操作入力ボタン１６が設けられている。

超音波処置具２は、長手軸Ｃに沿って延設されるシース８を備える。シース８が先端方向側から回転操作ノブ１５の内部及び筒状ケース部１１の内部に挿入されることにより、シース８がハンドルユニット６に取付けられる。また、超音波処置具２は、超音波プローブ９を備える。超音波プローブ９は、筒状ケース部１１の内部からシース８の内部を通って、長手軸Ｃに沿って延設されている。超音波プローブ９は、シース８に挿通されている。また、超音波プローブ９の先端部には、シース８の先端から先端方向に向かって突出する処置部１７が、設けられている。

シース８の先端部には、ジョー１８が回動可能に取付けられている。可動ハンドル１３は、筒状ケース部１１の内部でシース８の内周方向側の部位に配設される可動筒状部（図示しない）に接続されている。可動筒状部の先端は、ジョー１８に接続されている。固定ハンドル１２に対して可動ハンドル１３を開動作又は閉動作することにより、可動筒状部が長手軸Ｃに沿って移動する。これにより、ジョー１８が、シース８への取付け位置を中心として回動する。ジョー１８がシース８に対して回動することにより、ジョー１８が処置部１７に対して開動作又は閉動作を行う。シース８、超音波プローブ９及びジョー１８は、回転操作ノブ１５と一体に、筒状ケース部１１に対して長手軸Ｃを中心として、回転可能である。

また、振動子ユニット５は、振動子ケース２１を備える。振動子ケース２１が基端方向側から筒状ケース部１１の内部に挿入されることにより、振動子ユニット５がハンドルユニット６に取付けられる。筒状ケース部１１の内部では、振動子ケース２１は、シース８に連結されている。振動子ケース２１は、回転操作ノブ１５と一体に、筒状ケース部１１に対して長手軸Ｃを中心として、回転可能である。

図２は、振動子ユニット５の構成を示す図である。図２に示すように、振動子ユニット５は、前述の振動子ケース２１と、振動子ケース２１の内部に設けられる振動発生部である超音波振動子２２と、超音波振動子２２が取付けられるホーン部材２３と、を備える。図３は、振動子ユニット５及び制御ユニット３での電気的な接続状態を示す図である。図２及び図３に示すように、超音波振動子２２には、電気配線部２５Ａ，２５Ｂの一端が、接続されている。制御ユニット３は、振動発生電力Ｐを出力可能な電源２６を備える。電源２６では、例えば、コンセント等の電力を変換回路等で振動発生電力Ｐに変換し、振動発生電力Ｐを出力する。電気配線部２５Ａ，２５Ｂの他端は、電源２６に接続されている。電源２６から出力された振動発生電力Ｐは、電気配線部２５Ａ，２５Ｂを介して、超音波振動子２２に伝達される。振動発生電力Ｐが伝達されることにより、超音波振動子２２で超音波振動が発生する。

ホーン部材２３には、超音波振動子２２が装着される振動子装着部２７が、設けられている。超音波振動子２２で発生した超音波振動は、ホーン部材２３に伝達される。また、ホーン部材２３には、振動子装着部２７より先端方向側に断面積変化部２８が設けられている。断面積変化部２８では、先端方向に向かうにつれて長手軸Ｃに垂直な断面積が減少する。断面積変化部２８によって、超音波振動の振幅が拡大される。ホーン部材２３の先端部には、雌ネジ部２９Ａが設けられている。また、超音波プローブ９の基端部には、雄ネジ部２９Ｂが設けられている。雄ネジ部２９Ｂが雌ネジ部２９Ａに螺合することにより、ホーン部材２３の先端方向側に超音波プローブ９が接続される。超音波プローブ９は、筒状ケース部１１の内部で、ホーン部材２３に接続される。

ホーン部材２３に伝達された超音波振動は、ホーン部材２３及び超音波プローブ９において、基端方向から先端方向へ長手軸Ｃに沿って伝達される。すなわち、ホーン部材２３及び超音波プローブ９は、発生した超音波振動を伝達する振動伝達部である。超音波振動は、処置部１７まで、先端方向へ向かって伝達される。処置部１７は、伝達された超音波振動を用いて、生体組織等の処置対象を処置する。なお、振動伝達部（ホーン部材２３及び超音波プローブ９）では、基端（ホーン部材２３の基端）及び先端（超音波プローブ９の先端）が、超音波振動の腹位置となる。また、超音波振動は、振動方向及び伝達方向が長手軸Ｃ（長手軸方向）に平行な縦振動である。したがって、長手軸Ｃに平行な先端方向が、超音波振動の伝達方向となる。また、振動伝達部が超音波振動を伝達している状態では、処置部１７を含む振動伝達部は、ある共振周波数Ｆで振動している。

図４は、ホーン部材２３及び超音波振動子２２を部材ごとに分解して示す図である。図４に示すように、超音波振動子２２は、（本実施形態では４つの）リング状の圧電素子３１Ａ〜３１Ｄを備える。それぞれの圧電素子３１Ａ〜３１Ｄには、ホーン部材２３の振動子装着部２７が挿通されている。また、それぞれの圧電素子３１Ａ〜３１Ｄは、厚み方向が超音波振動の伝達方向（すなわち、長手軸Ｃ）に平行で、かつ、径方向が超音波振動の伝達方向（すなわち、先端方向）に垂直な状態で、振動子装着部２７に取付けられている。

超音波振動子２２は、第１の電極部３２と、第２の電極部３３と、を備える。第１の電極部３２に、電気配線部２５Ａの一端が接続され、第２の電極部３３に、電気配線部２５Ｂの一端が接続されている。第１の電極部３２は、第１の電極リング部３５Ａ〜３５Ｃを備える。第１の電極リング部３５Ａは、圧電素子３１Ａの先端方向側に位置し、第１の電極リング部３５Ｂは、長手軸Ｃに平行な長手軸方向について圧電素子３１Ｂと圧電素子３１Ｃとの間に位置している。また、第１の電極リング部３５Ｃは、圧電素子３１Ｄの基端方向側に位置している。それぞれの第１の電極リング部３５Ａ〜３５Ｃには、振動子装着部２７が挿通されている。

第２の電極部３３は、第２の電極リング部３７Ａ，３７Ｂを備える。第２の電極リング部３７Ａは、長手軸Ｃに平行な長手軸方向について圧電素子３１Ａと圧電素子３１Ｂとの間に位置している。また、第２の電極リング部３７Ｂは、長手軸方向について圧電素子３１Ｃと圧電素子３１Ｄとの間に位置している。それぞれの第２の電極リング部３７Ａ，３７Ｂには、振動子装着部２７が挿通されている。

前述のような構成にすることにより、圧電素子３１Ａは、第１の電極リング部３５Ａと第２の電極リング部３７Ａとの間に挟まれ、圧電素子３１Ｂは、第２の電極リング部３７Ａと第１の電極リング部３５Ｂとの間に挟まれる。また、圧電素子３１Ｃは、第１の電極リング部３５Ｂと第２の電極リング部３７Ｂとの間に挟まれ、圧電素子３１Ｄは、第２の電極リング部３７Ｂと第１の電極リング部３５Ｃとの間に挟まれる。したがって、それぞれの圧電素子３１Ａ〜３１Ｄは、第１の電極部３２と第２の電極部３３との間に挟まれている。

また、超音波振動子２２は、絶縁リング３８Ａ，３８Ｂを備える。絶縁リング３８Ａは、第１の電極部３２の第１の電極リング部３５Ａの先端方向側に位置している。絶縁リング３８Ｂは、第１の電極部３２の第１の電極リング部３５Ｃの基端方向側に位置している。それぞれの絶縁リング３８Ａ，３８Ｂには、振動子装着部２７が挿通されている。また、超音波振動子２２は、バックマス３６を備える。バックマス３６は、絶縁リング３８Ｂの基端方向側に位置している。バックマス３６により、圧電素子３１Ａ〜３１Ｄ、第１の電極部３２、第２の電極部３３及び絶縁リング３８Ａ，３８Ｂは、先端方向に押圧されている。これにより、圧電素子３１Ａ〜３１Ｄ、第１の電極部３２、第２の電極部３３及び絶縁リング３８Ａ，３８Ｂは、ホーン部材２３とバックマス３６との間で挟持される。

図５は、振動発生部である超音波振動子２２と電源２６との間の電気的な接続状態を示す図である。図５に示すように、電源２６と第１の電極部３２との間は、電気配線部２５Ａによって、電気的に接続されている。また、電源２６と第２の電極部３３との間は、電気配線部２５Ｂによって、電気的に接続されている。電源２６から振動発生電力Ｐが出力されることにより、第１の電極部３２と第２の電極部３３との間に、振動発生電圧Ｖが印加される。振動発生電圧Ｖが印加されることにより、第１の電極部３２と第２の電極部３３との間に挟まれる圧電素子３１Ａ〜３１Ｄに、振動発生電流Ｉが流れる。すなわち、電源２６からの振動発生電力Ｐに基づいて、電源２６から超音波振動子２２に振動発生電流Ｉが供給される。振動発生電流Ｉは、電流の方向が周期的に変化する交流電流である。また、振動発生電力Ｐのインピーダンス値である超音波インピーダンス値Ｚは、式（１）のようになる。

図６及び図７は、処置部１７及びジョー１８の構成を示す図である。ここで、図６は、ジョー１８が処置部１７に対して開いた状態を示しており、図７は、ジョー１８と処置部１７との間に処置対象が存在せず、かつ、ジョー１８を処置部１７に対して閉じた状態を示している。また、図７は、長手軸Ｃに垂直な断面を示している。図６及び図７に示すように、ジョー１８は、シース８に基端部が取り付けられるジョー本体４１と、ジョー本体４１に取付けられる把持部材４２と、を備える。ジョー本体４１及び把持部材４２は、例えば導電性を有する金属から形成されている。また、ジョー１８は、把持部材４２に取付けられるパッド部材４３を備える。パッド部材４３は、例えば電気絶縁性を有するＰＴＦＥから形成されている。

パッド部材４３には、処置部１７に対してジョー１８が閉じた状態において処置部１７に当接可能な当接部（当接面）４５が、形成されている。ジョー１８と処置部１７との間に処置対象が存在しない状態でジョー１８を処置部１７に対して閉じることにより、パッド部材４３の当接部４５が処置部１７に当接する。当接部４５は、処置部１７に対向している。また、本実施形態では、当接部４５は、ジョー１８の開方向（図６及び図７の矢印Ａ１の方向）及び閉方向（図６及び図７の矢印Ａ２の方向）に対して垂直である。

ここで、長手軸Ｃに垂直で（交差し）、かつ、ジョー１８の開閉方向に垂直な２方向を第１の幅方向（図７の矢印Ｂ１の方向）及び第２の幅方向（図７の矢印Ｂ２の方向）とする。当接部４５の第１の幅方向側には、当接部４５に対して傾斜する状態で処置部１７に対向する傾斜対向部４６Ａが把持部材４２によって、形成されている。また、当接部４５の第２の幅方向側には、当接部４５に対して傾斜する状態で処置部１７に対向する傾斜対向部４６Ｂが把持部材４２によって、形成されている。当接部４５が処置部１７に当接した状態において、傾斜対向部４６Ａ，４６Ｂは処置部１７から離間している。したがって、当接部４５が処置部１７に当接した状態においても、把持部材４２は処置部１７に接触しない。

図３に示すように、制御ユニット３は、電源２６に電気的に接続される制御部５１を備える。固定ハンドル１２の内部には、スイッチ部４７が設けられる。エネルギー操作入力ボタン１６でエネルギー操作の入力に基づいて、スイッチ部４７の開閉状態が切替えられる。スイッチ部４７は、振動子ケース２１及びケーブル７の内部を通って延設される信号経路部４８を介して、制御部５１に接続されている。スイッチ部４７が閉じられることにより、信号経路部４８を介して、操作信号が制御部５１に伝達される。制御部５１は、超音波制御部５８を備える。超音波制御部５８は、伝達された操作信号に基づいて、電源２６からの振動発生電力Ｐの出力状態を制御している。

また、制御ユニット３は、電源２６及び制御部５１に電気的に接続されるインピーダンス検出部５２と、インピーダンス検出部５２及び制御部５１に電気的に接続されるピーク検出部５３と、を備える。インピーダンス検出部５２は、電源２６から振動発生電力Ｐが出力されている状態において、振動発生電力Ｐの超音波インピーダンス値Ｚを経時的に検出する。ピーク検出部５３は、検出された超音波インピーダンス値Ｚの経時的な変化に基づいて、超音波インピーダンス値Ｚのピーク（対象ピーク）を検出する。ピーク検出部５３は、漸減検出部５５と、仮ピーク値保持部５６と、ピーク判定部５７と、を備える。漸減検出部５５、仮ピーク値保持部５６及びピーク判定部５７の詳細については、後述する。また、制御ユニット３は、ブザー、ランプ等の告知部５９を備える。告知部５９は、制御部５１に電気的に接続されている。告知部５９の詳細については、後述する。また、対象ピークの説明、及び、対象ピークの検出方法についても、後述する。なお、インピーダンス検出部５２は、例えば検出回路である。また、制御部５１及びピーク検出部５３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）等を備えるプロセッサ又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の論理回路、及び、メモリ（記憶部）から形成されている。

次に、超音波処置装置１の作用及び効果について説明する。超音波処置装置１を用いて生体組織等の処置対象を処置する際には、シース８、超音波プローブ９及びジョー１８を、処置対象が位置する体内等に挿入する。そして、処置部１７に対して開いたジョー１８と処置部１７との間に処置対象が位置する状態まで、処置部１７及びジョー１８を移動させる。そして、可動ハンドル１３を固定ハンドル１２に対して閉じることにより、処置部１７とジョー１８との間で処置対象が保持される。

この状態でエネルギー操作入力ボタン１６によってエネルギー操作を入力することにより、操作信号が制御部５１に伝達され、電源２６からの振動発生電力Ｐの出力が開始される。振動発生電力Ｐが伝達されることにより、圧電素子３１Ａ〜３１Ｄによって振動発生電流Ｉが超音波振動に変換される。超音波振動子２２で発生した超音波振動は、ホーン部材２３及び超音波プローブ９を介して、処置部１７に伝達され、処置部１７は縦振動する。処置部１７とジョー１８との間で処置対象が把持された状態で処置部１７が縦振動することにより、処置対象と処置部１７の間に摩擦熱が発生する。摩擦熱によって、処置対象を凝固すると同時に切開する処置が行われる。

処置部１７とジョー１８との間で把持された処置対象を処置することにより、超音波振動の伝達方向について処置対象の少なくとも一部の範囲で、処置対象の切れ分かれが発生する。図８は、処置部１７とジョー１８との間で把持された処置対象Ｈの切れ分かれを説明する図である。なお、切れ分かれは、超音波振動の伝達方向（長手軸方向）について処置対象の全範囲に渡って発生することもあり、超音波振動の伝達方向（長手軸方向）について処置対象の一部の範囲にのみ発生することもある。切れ分かれが発生した部位では、超音波振動の伝達方向に平行でかつジョーの開閉方向（図８の矢印Ａ１の方向及び図８の矢印Ａ２の方向）に平行な分断面Ｄで、処置対象Ｈが分断される。分断面Ｄは、第１の幅方向（図８の矢印Ｂ１の方向）及び第２の幅方向（図８の矢印Ｂ２の方向）に対して垂直である。したがって、切れ分かれが発生した範囲では、処置対象Ｈが、分断面Ｄより第１の幅方向側の部位Ｈ１と、分断面Ｄより第２の幅方向側の部位Ｈ２と、に分断される。

切れ分かれによって処置対象Ｈが分断された範囲では、ジョー１８の当接部４５が処置部１７に当接する。ジョー１８の当接部４５が処置部１７に当接する状態で処置部１７が超音波振動によって振動（縦振動）することにより、ジョー１８の当接部４５が摩耗してしまう。このため、処置対象Ｈが切れ分かれたか否かを適切に判断することが、重要となる。なお、超音波振動の伝達方向（長手軸方向）について処置対象Ｈの一部の範囲においてのみ処置対象が分断される場合は、超音波振動の伝達方向について処置対象Ｈの残りの一部の範囲では、処置対象Ｈが分断されていない。

ここで、振動発生電力Ｐの超音波インピーダンス値Ｚは、超音波プローブ９に対する負荷、すなわち超音波プローブ９に接続された超音波振動子２２への負荷に対応して、変化する。図９は、電源２６から振動発生電力Ｐの出力が開始されてからの超音波インピーダンス値Ｚの経時的な変化の一例を示している。図９では、縦軸に超音波インピーダンス値Ｚを示し、横軸に振動発生電力Ｐの出力開始からの経過時間ｔを示している。処置対象Ｈが切れ分かれた時点の近傍までは、ジョー１８の当接部４５と処置部１７との間の処置対象Ｈの状態変化等によって、ジョー１８から処置部１７への押圧力が徐々に大きくなる。このため、超音波プローブ９に対する負荷が徐々に大きくなる。したがって、処置対象Ｈの切れ分かれるまでは、超音波インピーダンス値Ｚは経時的に漸増する。ここで、経時的に漸増するとは、経過時間ｔが進むにつれて超音波インピーダンス値Ｚが徐々に増加することを意味し、数十Ω以下の微小な増減を含みながら超音波インピーダンス値Ｚが徐々に増加することも含まれる。

処置対象Ｈの切れ分かれると、ジョー１８の当接部４５が処置部１７の近傍に位置するため、処置部１７の超音波振動によって発生する摩擦熱に起因して、パッド部材４３が溶解し始める。このため、超音波プローブ９に対する負荷が徐々に小さくなっていると考えられる。したがって、処置対象Ｈの切れ分かれた時点の近傍より後では、超音波インピーダンス値Ｚは経時的に漸減する。ここで、経時的に漸減するとは、経過時間ｔが進むにつれて超音波インピーダンス値Ｚが徐々に減少することを意味し、数十Ω以下の微小な増減を含みながら超音波インピーダンス値Ｚが徐々に減少することも含まれる。

切れ分かれによって前述のように超音波インピーダンス値Ｚが変化するため、処置対象Ｈの切れ分かれた時点の近傍（例えば、ジョー１８の当接部４５が処置部１７に当接し始めた時点の近傍）において、超音波インピーダンス値Ｚが経時的にピーク（極大値）となる。超音波インピーダンス値Ｚの経時的なピークが検出されることにより、処置対象Ｈが切れ分かれたか否かを、適切に判断可能となる。ここで、図９に示す一例では、超音波インピーダンス値Ｚ１が、処置対象Ｈの切れ分かれに起因するピーク（ピーク値）である対象ピークとなる。また、経過時間ｔ１が、対象ピークが発生する対象ピーク時となる。

図１０は、振動発生電力Ｐの出力が開始されてからの制御ユニット３の作動状態を示す図（フロー）である。また、図１１は、図９に示すように超音波インピーダンス値Ｚが経時的に変化する一例での、処置部１７（例えば、超音波プローブ９の先端）での超音波振動の振幅Ｕの経時的な変化を示している。図１１では、縦軸に超音波振動の振幅Ｕを示し、横軸に振動発生電力Ｐの出力開始からの経過時間ｔを示している。図１０に示すように、第１の超音波出力モードで電源２６から振動発生電力Ｐの出力が開始される（ステップＳ１０１）。本実施形態では、第１の超音波出力モードにおいて、超音波制御部５８によって、振動発生電流Ｉの電流値（交流電流の実効値）が一定の第１の電流値Ｉ１に保たれる定電流制御で、振動発生電力Ｐの出力状態が制御される。したがって、振動発生電流Ｉが一定の第１の電流値Ｉ１となる状態に、超音波インピーダンス値Ｚの変化に対応させて振動発生電力Ｐ（振動発生電圧Ｖ）を調整している。

ここで、処置部１７での超音波振動の振幅Ｕは、振動発生電流Ｉの電流値に比例する。第１の超音波出力モードでは、振動発生電流Ｉが第１の電流値Ｉ１に保たれるため、図１１に示すように、処置部１７は一定の第１の振幅Ｕ１で振動する。なお、処置部１７以外の部位（例えば、超音波プローブ９の基端、ホーン部材２３）においても、超音波振動の振幅は、振動発生電流Ｉの電流値に比例する。

第１の超音波出力モードで振動発生電力Ｐの出力が開始されると、インピーダンス検出部５２によって、振動発生電力Ｐの超音波インピーダンス値Ｚの経時的な検出が開始される（ステップＳ１０２）。これにより、超音波インピーダンス値Ｚが経時的検出される。本実施形態では、第１の超音波出力モードにおいて、処置部１７での超音波振動の振幅を一定の第１の振幅Ｕ１にするために、振動発生電流Ｉが一定の第１の電流値Ｉ１となる定電流制御が行われる。このため、振動発生電力Ｐ及び振動発生電圧Ｖの少なくとも一方の経時的な変化を検出し、検出した振動発生電力Ｐ及び／又は振動発生電圧Ｖに基づいて、式（１）を用いて、超音波インピーダンス値Ｚを算出する。これにより、超音波インピーダンス値Ｚが経時的に検出される。また、ある実施例では、インピーダンス検出部５２は、振動発生電圧Ｖ及び振動発生電流Ｉを経時的に検出し、式（１）を用いて、超音波インピーダンス値Ｚを算出する。

そして、ピーク検出部５３によって、超音波インピーダンス値Ｚの経時的な変化に基づいて、処置対象Ｈの切れ分かれに起因する超音波インピーダンス値Ｚの対象ピークの検出処理が行われる（ステップＳ１０３）。この際、超音波インピーダンス値Ｚが対象ピーク（対象ピーク値）となる対象ピーク時が検出されてもよい。

図１２は、ピーク検出部５３によって行われる対象ピークの検出処理（図１０のステップＳ１０３）を示す図である。ずなわち、図１２では、ピーク検出部５３によって対象ピークを検出する方法が示されている。図１２に示すように、対象ピークの検出処理においては、まず、漸減検出部５５が、インピーダンス検出部５２での超音波インピーダンス値Ｚの検出結果に基づいて、超音波インピーダンス値Ｚが漸減を開始する漸減開始時を検出する（ステップＳ１１１）。図９に示す一例では、経過時間ｔ１が漸減開始時として検出される。漸減開始時が検出されると（ステップＳ１１１−Ｙｅｓ）、仮ピーク値保持部５６が、検出された漸減開始時での超音波インピーダンス値Ｚを仮ピーク値として保持する（ステップＳ１１２）。図９に示す一例では、経過時間ｔ１での超音波インピーダンス値Ｚ１が、仮ピーク値として保持される。

そして、ピーク判定部５７によって、保持された仮ピーク値に対して漸減開始時以後の超音波インピーダンス値Ｚの経時的な変化が比較される（ステップＳ１１３）。図９に示す一例では、仮ピーク値として保持された超音波インピーダンス値Ｚ１に対して、経過時間ｔ１以後の超音波インピーダンス値Ｚの経時的な変化が比較される。そして、仮ピーク値に対する超音波インピーダンス値Ｚの経時的な変化の比較に基づいて、ピーク判定部５７が、仮ピーク値が処置対象Ｈの切れ分かれに起因する対象ピークであったか否かを判定する（ステップＳ１１４）。図９に示す一例では、仮ピーク値として保持された超音波インピーダンス値Ｚ１が、対象ピーク（対象ピーク値）であったか否かが、判定される。この際、検出された漸減開始時が対象ピーク時であったか否かを、判定してもよい。図９に示す一例では、漸減開始時である経過時間ｔ１が対象ピーク時であったと経過時間ｔ１＋ΔＴ１の時点で判定される。

ある実施例では、図１２のステップＳ１１３（比較処理）で、漸減開始時から基準時間ΔＴだけ経過した後において仮ピーク値からの超音波インピーダンス値Ｚの減少量εｒｅａｌが基準減少量ε以上であったか否かが、比較される。そして、ステップＳ１１３で、漸減開始時以後において連続的に超音波インピーダンス値Ｚが仮ピーク値より小さくなったか否かが、比較される。この実施例では、漸減開始時から基準時間ΔＴだけ経過した後において仮ピーク値からの超音波インピーダンス値Ｚの減少量εｒｅａｌが基準減少量ε以上で、かつ、超音波インピーダンス値Ｚが連続的に仮ピーク値より小さくなった場合に、仮ピーク値が対象ピークであったと判定される。図９に示す一例では、漸減開始時ｔ１以後において、仮ピーク値Ｚ１より連続的に超音波インピーダンス値Ｚが小さくなる。そして、漸減開始時である経過時間ｔ１から基準時間ΔＴ１経過する間での超音波インピーダンス値Ｚの減少量ε１ｒｅａｌは、基準減少量ε１以上となっている。このため、図９に示す一例では、ピーク判定部５７により仮ピーク値Ｚ１が対象ピークであったと判断される。したがって、経過時間ｔ１の時点（仮ピーク値Ｚ１が検出された時点）で処置対象Ｈの少なくとも一部が分断されていたと判断される。

また、別のある実施例では、ステップＳ１１３で、漸減開始時以後において超音波インピーダンス値Ｚが漸増したか否かが、判定されてもよい。そして、漸減開始時以後に超音波インピーダンス値Ｚが漸増した場合は、ステップＳ１１３で、漸増し始めた漸増開始時からの超音波インピーダンス値Ｚの増加量ξｒｅａｌが基準増加量ξ以上となったか否かが、判断される。この実施例では、漸減開始時から基準時間ΔＴだけ経過した後において仮ピーク値からの超音波インピーダンス値Ｚの減少量εｒｅａｌが基準減少量ε以上で、かつ、超音波インピーダンス値Ｚが漸増開始時からの増加量ξｒｅａｌが基準増加量ξ以上にならない場合に、仮ピーク値が対象ピークであったと判定される。図９に示す一例では、漸減開始時ｔ１以後において、超音波インピーダンス値Ｚが漸増しない。そして、漸減開始時である経過時間ｔ１から基準増加量ξ以上増加することはなく、かつ、基準時間ΔＴ１経過する間での超音波インピーダンス値Ｚの減少量ε１ｒｅａｌは、基準減少量ε１以上となっている。このため、図９に示す一例では、仮ピーク値Ｚ１が対象ピークであったと判断される。

なお、前述の実施例では、基準時間ΔＴの長さ、基準減少量εの大きさ及び基準増加量ξの大きさは、既定の値に定まったものでなく、超音波インピーダンス値Ｚの経時的な変化等に対応させて設定されてもよい。したがって、状況に応じて、基準時間ΔＴ、基準減少量ε及び基準増加量ξの値が変化する。また、仮ピーク値に対する漸減開始時以後の超音波インピーダンス値Ｚの経時的な変化の比較（ステップＳ１１３）、及び、仮ピーク値が対象ピークであったか否かの判定（ステップＳ１１４）は、前述の実施例に限るものではない。

前述のように、仮ピーク値に対する漸減開始時以後の超音波インピーダンス値Ｚの経時的な変化の比較（ステップＳ１１３）、及び、仮ピーク値が対象ピークであったか否かの判定（ステップＳ１１４）が行われることにより、処置対象Ｈの切れ分かれに起因する対象ピークが検出される。対象ピークは、対象ピーク時から基準時間ΔＴだけ経過した以後に検出される。したがって、対象ピークが検出されるピーク検出時は、対象ピーク時より後の時点であり、超音波インピーダンス値Ｚが対象ピークとなる対象ピーク時に対象ピークが検出されるわけではない。図９に示す一例では、経過時間ｔ１＋ΔＴ１が、対象ピークが検出されるピーク検出時となる。

また、例えば、処置対象Ｈが厚い（処置対象Ｈのジョー１８の開閉方向についての寸法が大きい）場合は、ジョー１８の当接部４５が処置対象Ｈに当接し、処置対象Ｈのジョー１８との接触表面が切開され始めた瞬間に、超音波インピーダンス値Ｚのピークが発生する。本実施形態では、前述のように対象ピークの検出が行われるため、当接部４５の処置対象Ｈへの当接に起因するピークが対象ピークではなかったと、判定される。このため、対象ピークとは異なるピークが対象ピークより前に発生した場合でも、適切に対象ピークが検出される。

図１０に示すフローにしたがって、処置対象Ｈの切れ分かれに起因するピークが検出される（ステップＳ１０１−Ｓ１０３）と、超音波制御部５８によって、第１の超音波出力モードから第２の超音波出力モードに電源２６からの超音波電力Ｐの出力状態が切替えられる（ステップＳ１０４）。したがって、第２の超音波出力モードで、振動発生電力Ｐが出力される。本実施形態では、対象ピークが検出されたピーク検出時に、第１の超音波出力モードから第２の超音波出力モードに切替えられる。したがって、ピーク検出時から少なくとも規定時間ΔＴ´だけ経過した時点では、第２の超音波出力モードで振動発生電力Ｐが出力されている。図１１（図９）に示す一例では、ピーク検出時ｔ１＋ΔＴ１に第１の超音波出力モードから第２の超音波出力モードに切替えられるため、ピーク検出時ｔ１＋ΔＴ１から規定時間ΔＴ´１だけ経過した時点では、第２の超音波出力モードで振動発生電力Ｐが出力される。

本実施形態では、第２の超音波出力モードにおいて、超音波制御部５８によって、振動発生電流Ｉの電流値（交流電流の実効値）が第１の電流値Ｉ１より小さい一定の第２の電流値Ｉ２に保たれる定電流制御で、振動発生電力Ｐの出力状態が制御される。したがって、振動発生電流Ｉが一定の第２の電流値Ｉ２となる状態に、超音波インピーダンス値Ｚの変化に対応させて振動発生電力Ｐ（振動発生電圧Ｖ）を調整している。前述のように、処置部１７での超音波振動の振幅Ｕは、振動発生電流Ｉの電流値に比例する。第２の超音波出力モードでは、振動発生電流Ｉが第２の電流値Ｉ２に保たれるため、図１１に示すように、処置部１７は第１の振幅Ｕ１より小さい一定の第２の振幅Ｕ２で振動する。第２の振幅Ｕ２の第１の振幅Ｕ１に対する比率は、例えば２０％〜８０％である。第１の超音波出力モード及び第２の超音波出力モードにおいて前述のように処置部１７の振幅が調整されるため、所定の単位時間の間での超音波振動による処置部１７の振幅Ｕの平均を平均振幅Ｕａｖｅとした場合、第２の超音波出力モードでは、第１の超音波出力モードに比べて、所定の単位時間の間での処置部１７の平均振幅Ｕａｖｅが小さくなる。

なお、超音波制御部５８は、第１の超音波出力モードと第２の超音波出力モードとの間で、振動発生電流Ｉの電流値を直接的に調整してもよく、振動発生電力Ｐの電力値を調整することにより振動発生電流Ｉの電流値を変化させてもよい。したがって、超音波制御部５８は、振動発生電力Ｐの電力値、及び、振動発生電流Ｉの電流値の少なくとも一方を調整することにより、第１の超音波出力モードと第２の超音波出力モードとの間で、処置部１７での超音波振動の振幅Ｕを変化させている。

ここで、超音波振動による処置部１７の振動速度をνとし、超音波振動の共振周波数をＦとすると、式（２）が成立する。

すなわち、振動速度νは、振幅Ｕと共振周波数Ｆとの積に比例する。前述のように、第２の超音波出力モードでの処置部１７の第２の振幅Ｕ２は、第１の超音波出力モードでの処置部１７の第１の振幅Ｕ１より小さい。このため、所定の単位時間の間での超音波振動による処置部１７の振動速度νの平均を平均振動速度νａｖｅとした場合、第２の超音波出力モードでは、第１の超音波出力モードに比べて、所定の単位時間の間での処置部１７の平均振動速度νａｖｅが小さくなる。

所定の単位時間の間での処置部１７の平均振動速度νａｖｅが小さくなると、処置対象Ｈの処置において処置部１７の振動によって発生する摩擦熱の熱量が小さくなる。摩擦熱の熱量が小さくなることにより、処置対象Ｈの処置において処置部１７での超音波振動による切開性能が小さくなる。したがって、第２の超音波出力モードでは、ピーク検出時以前の第１の超音波出力モードに比べて、処置部１７での超音波振動による切開性能が小さくなる。ただし、第２の超音波出力モードにおいても、処置部１７は振動しているため、摩擦熱によって処置対象Ｈは凝固と同時に切開される。

ここで、超音波振動の伝達方向（長手軸方向）について処置対象Ｈの一部の範囲においてのみ処置対象Ｈが分断される（切れ分かれる）場合でも、処置対象Ｈが分断された範囲においてジョー１８の当接部４５が処置部１７に当接する。このため、長手軸方向について処置対象Ｈの一部の範囲においてのみ処置対象Ｈが分断されて切れ分かれる場合でも、切れ分かれに起因する対象ピークが発生する。この場合、超音波振動の伝達方向について処置対象Ｈの残りの一部の範囲では、ピーク検出時において、処置対象Ｈが分断されていない。このため、ピーク検出時に電源２６からの振動発生電力Ｐの出力が停止された場合、超音波振動の伝達方向（長手軸方向）に平行でかつジョー１８の開閉方向に平行な分断面Ｄで処置対象Ｈが分断されない切れ残りが、処置対象Ｈの残りの一部の範囲に発生する。

そこで、本実施形態では、ピーク検出時以後においても、第２の超音波出力モードで電源２６から振動発生電力Ｐが出力される。このため、ピーク検出時以後においても、処置部１７は振動（縦振動）し、処置部１７において摩擦熱が発生する。したがって、ピーク検出時において一部の範囲で処置対象Ｈが分断されていない場合でも、摩擦熱によって、分断されていない一部の範囲において処置対象Ｈが凝固と同時に切開される。これにより、ピーク検出時において分断されていない一部の範囲においても、処置対象Ｈが分断面Ｄで分断される。前述のようにして、処置対象Ｈに切れ残りが発生することが、有効に防止される。

また、第２の超音波出力モードでは、処置部１７が小さい第２の振幅Ｕ２で振動するため、前述したように、所定の単位時間の間での処置部１７の平均振動速度νａｖｅが小さくなり、処置部１７の振動によって発生する摩擦熱の熱量が小さくなる。このため、ピーク検出時以後において第２の超音波出力モードで処置部１７が振動しても、当接部４５が処置部１７に当接する部位において、パッド部材４３（当接部４５）の摩耗及び熱変形が低減される。

図１０に示すように、第２の超音波出力モードに電源２６からの振動発生電力Ｐの出力状態が切替わる（ステップＳ１０４）と、告知部５９によって、電源２６からの振動発生電力Ｐの出力状態が第１の超音波出力モードから第２の超音波出力モードに切替わったことが、告知される（ステップＳ１０５）。ここで、告知部５９がブザーである場合は、音を発信し、告知部５９がランプである場合は、点灯する。告知部５９によって、術者は、処置対象Ｈが切れ分かれたか否かを判断するとともに、第２の超音波出力モードに切替わったことを認識する。そして、電源２６からの振動発生電力Ｐの出力が停止される（ステップＳ１０６）。振動発生電力Ｐの出力は、術者によって手動で停止されてもよく、ピーク検出時（第２の超音波出力モードでの振動発生電力Ｐの出力開始）から所定の出力時間ΔＹだけ経過した後に自動的に停止されてもよい。図１１に示す一例では、ピーク検出時ｔ１＋ΔＴ１から所定の出力時間ΔＹ１だけ経過した後に、振動発生電力Ｐの出力が自動的に停止される。

本実施形態の超音波処置装置１では、超音波インピーダンス値Ｚの漸減開始時を検出し、漸減開始時での超音波インピーダンス値Ｚを仮ピーク値として保持している。そして、仮ピーク値に対して漸減開始時以後の超音波インピーダンス値Ｚの経時的な変化を比較することにより、保持された仮ピーク値が検出対象である対象ピークであったか否かを判定している。このため、切れ分かれに起因して発生する対象ピーク（対象ピーク値）の大きさに関係なく、対象ピークを適切に検出することができる。したがって、超音波振動を用いた処置部１７とジョー１８との間で把持された処置対象Ｈの処置において、処置対象Ｈが切れ分かれたか否かを、適切に判断することができる。

また、本実施形態ではピーク検出時以後においても、第２の超音波出力モードで電源２６から振動発生電力Ｐが出力される。このため、ピーク検出時以後においても、処置部１７は振動（縦振動）し、処置部１７において摩擦熱が発生する。したがって、ピーク検出時において一部の範囲で処置対象Ｈが分断されていない場合でも、摩擦熱によって、分断されていない一部の範囲において処置対象Ｈが凝固と同時に切開される。これにより、処置対象Ｈに切れ残りが発生することを、有効に防止することができる。

また、第２の超音波出力モードでは、処置部１７が小さい第２の振幅Ｕ２で振動するため、処置部１７の振動によって発生する摩擦熱の熱量が小さくなる。このため、ピーク検出時以後において第２の超音波出力モードで処置部１７が振動しても、当接部４５が処置部１７に当接する部位において、パッド部材４３（当接部４５）の摩耗及び熱変形を低減させることができる。

（変形例）
なお、第１の実施形態では、第２の超音波出力モードにおいて、処置部１７の振幅は第２の振幅Ｕ２で一定に保たれるが、これに限るものではない。例えば、第１の変形例として図１３に示すように、第２の超音波出力モードにおいて処置部１７（例えば、超音波プローブ９の先端）での超音波振動の振幅Ｕが経時的に変化してもよい。図１３は、図９に示すように超音波インピーダンス値Ｚが経時的に変化する一例での、処置部１７（例えば、超音波プローブ９の先端）での超音波振動の振幅Ｕの経時的な変化を示している。図１３では、縦軸に超音波振動の振幅Ｕを示し、横軸に振動発生電力Ｐの出力開始からの経過時間ｔを示している。

ここで、処置部１７が一定の第１の振幅Ｕ１で振動する振動状態を第１の振動ステージΔＳ１と規定し、処置部１７が第１の振幅Ｕ１より小さい一定の第２の振幅Ｕ２で振動する振動状態を第２の振動ステージΔＳ２と規定する。本変形例では、第１の超音波出力モードにおいて、処置部１７の振動状態が、第１の振動ステージΔＳ１に連続的に保たれている。したがって、第１の超音波出力モードでは、一定の第１の振幅Ｕ１で処置部１７が振動する。超音波制御部５８は、振動発生電力Ｐの電力値、及び、振動発生電流Ｉの電流値の少なくとも一方を調整することにより、第１の振動ステージΔＳ１と第２の振動ステージΔＳ２との間で、処置部１７での超音波振動の振幅Ｕを変化させている。

また、第２の超音波出力モードでは、第１の振動ステージΔＳ１と第２の振動ステージΔＳ２との間で、処置部１７の超音波振動による振動状態が周期的に変化する。すなわち、第２の超音波出力モードでは、変調周期（周期）ΔＷで処置部１７の振動状態が変調される（変化する。）。なお、変調周期（超音波変調周期）ΔＷは、第１の振動ステージΔＳ１の開始から次の第１の振動ステージΔＳ１の開始まで（第２の振動ステージΔＳ２の開始から次の第２の振動ステージΔＳ２の開始まで）の経過時間と、一致する。図１３に示す一例では、第２の超音波出力モードにおいて、変調周期ΔＷ１で処置部１７の振動状態が変化する。ここで、変調周期（一周期）ΔＷにおいて第１の振動ステージΔＳ１が占める割合を第１の振動ステージΔＳ１のデューティ比（duty rate）γとする。第２の超音波出力モードでは、第２の振幅Ｕ２の第１の振幅Ｕ１に対する比率は、例えば２０％〜８０％であり、第１の振動ステージΔＳ１のデューティ比γは、例えば２５％〜７５％となる。なお、第１の超音波出力モードでは、第１の振動ステージΔＳ１が連続的に保たれるため、第１の振動ステージΔＳ１のデューティ比γは１００％となる。

前述のように、第１の超音波出力モードと第２の超音波出力モードとの間で第１の振動ステージΔＳ１のデューティ比γが変化する。このため、第２の超音波出力モードでは、第２の振動ステージΔＳ２に対する第１の振動ステージΔＳ１の時間比率τが第１の超音波出力モードに比べて小さくなる。処置部１７の振幅Ｕが大きくなる第１の振動ステージΔＳ１の時間比率τが小さくなることにより、第２の超音波出力モードでは、第１の超音波出力モードに比べて、所定の単位時間の間での処置部１７の平均振幅Ｕａｖｅが小さくなる。このため、第１の実施形態で前述した式（２）等から、本変形例でも、第２の超音波出力モードでは、第１の超音波出力モードに比べて、所定の単位時間での処置部１７の平均振動速度νａｖｅが小さくなる。

所定の単位時間での処置部１７の平均振動速度νａｖｅが小さくなることにより、本変形例でも、第２の超音波出力モードでは、処置対象Ｈの処置において処置部１７の振動によって発生する摩擦熱の熱量が小さくなる。摩擦熱の熱量が小さくなることにより、処置対象Ｈの処置において処置部１７での超音波振動による切開性能が小さくなる。したがって、第２の超音波出力モードでは、ピーク検出時以前の第１の超音波出力モードに比べて、処置部１７での超音波振動による切開性能が小さくなる。ただし、本変形例でも第１の実施形態と同様に、第２の超音波出力モードにおいても、処置部１７は振動しているため、摩擦熱によって処置対象Ｈは凝固と同時に切開される。

また、例えば、第２の変形例として図１４に示すように、第１の超音波出力モードにおいて処置部１７（例えば、超音波プローブ９の先端）での超音波振動の振幅Ｕが経時的に変化してもよい。図１４は、図９に示すように超音波インピーダンス値Ｚが経時的に変化する一例での、処置部１７（例えば、超音波プローブ９の先端）での超音波振動の振幅Ｕの経時的な変化を示している。図１４では、縦軸に超音波振動の振幅Ｕを示し、横軸に振動発生電力Ｐの出力開始からの経過時間ｔを示している。

本変形例では、第２の超音波出力モードに加えて第１の超音波出力モードにおいても、第１の振動ステージΔＳ１と第２の振動ステージΔＳ２との間で処置部１７の超音波振動による振動状態が周期的に変化する。第１の超音波出力モードでは、第２の超音波出力モードと同一の変調周期（周期）ΔＷで処置部１７の振動状態が変調される（変化する。）。図１４に示す一例では、第１の超音波出力モード及び第２の超音波出力モードの両方において、第１の振動ステージΔＳ１と第２の振動ステージΔＳ２との間での処置部１７の振動状態の変化の変調周期がΔＷ１となる。本変形例でも、第１の超音波出力モードにおいて、変調周期ΔＷにおける第１の振動ステージΔＳ１が占める割合（すなわち、第１の振動ステージΔＳ１のデューティ比）γが、第２の超音波出力モードに比べて、大きくなる。第１の超音波出力モードでは、第１の振動ステージΔＳ１のデューティ比γが例えば８０〜９０％となり、第２の超音波出力モードでは、第１の振動ステージΔＳ１のデューティ比γが例えば３０〜４０％となる。

前述のように、第１の超音波出力モードと第２の超音波出力モードとの間で第１の振動ステージΔＳ１のデューティ比γが変化するため、本変形例でも第１の変形例と同様に、第２の超音波出力モードにおいて、第２の振動ステージΔＳ２に対する第１の振動ステージΔＳ１の時間比率τが第１の超音波出力モードに比べて小さくなる。このため、第２の超音波出力モードでは、第１の超音波出力モードに比べて、所定の単位時間の間での処置部１７の平均振幅Ｕａｖｅが小さくなり、第１の超音波出力モードに比べて、所定の単位時間の間での処置部１７の平均振動速度νａｖｅが小さくなる。したがって、第２の超音波出力モードでは、ピーク検出時以前の第１の超音波出力モードに比べて、処置部１７での超音波振動による切開性能が小さくなる。ただし、本変形例でも第１の実施形態と同様に、第２の超音波出力モードにおいても、処置部１７は振動しているため、摩擦熱によって処置対象Ｈは凝固と同時に切開される。

また、第３の変形例として図１５に示すように、第１の超音波出力モードと第２の超音波出力モードとの間で、処置部１７の振幅Ｕが変化しなくてもよい。代わりに、本変形例では、第１の超音波出力モードと第２の超音波出力モードとの間で、超音波振動の共振周波数Ｆが変化する。図１５は、図９に示すように超音波インピーダンス値Ｚが経時的に変化する一例での、超音波振動の共振周波数Ｆの経時的な変化を示している。図１５では、縦軸に超音波振動の共振周波数Ｆを示し、横軸に振動発生電力Ｐの出力開始からの経過時間ｔを示している。

図１５に示すように、本変形例では、第１の超音波出力モードにおいて超音波プローブ９（処置部１７）は第１の共振周波数Ｆ１で振動し、第２の超音波出力において超音波プローブ９（処置部１７）は第１の共振周波数Ｆ１より小さい第２の共振周波数Ｆ２で振動する。第１の超音波出力モードでは超音波振動の第１の共振周波数Ｆ１は、例えば４７ｋＨＺとなり、第２の超音波出力モードでは超音波振動の第２の共振周波数Ｆ２は、第１の共振周波数Ｆ１の１／２の２３．５ｋＨｚとなる。第２の共振周波数Ｆ２を第１の共振周波数Ｆ１の１／２にすることにより、第１の超音波出力モード及び第２の超音波出力モードの両方において、振動伝達部の基端（ホーン部材２３の基端）及び振動伝達部の先端（超音波プローブ９の先端）が超音波振動の腹位置となる状態で、振動伝達部（ホーン部材２３及び超音波プローブ９）を振動させることが可能となる。なお、超音波振動の共振周波数は、振動発生電流Ｉの周波数を変化させることにより、変化する。

本変形例では、第２の超音波出力モードにおいて、第１の超音波出力モードに比べて、超音波振動の共振周波数Ｆが小さくなる。第１の実施形態で前述した式（２）から、処置部１７の振動速度νは、振幅Ｕと共振周波数Ｆとの積に比例する。共振周波数Ｆが小さくなることにより、第２の超音波出力モードでは、第１の超音波出力モードに比べて、所定の単位時間の間での処置部１７の平均振動速度νａｖｅが小さくなる。したがって、第２の超音波出力モードでは、ピーク検出時以前の第１の超音波出力モードに比べて、処置部１７での超音波振動による切開性能が小さくなる。ただし、本変形例でも第１の実施形態と同様に、第２の超音波出力モードにおいても、処置部１７は振動しているため、摩擦熱によって処置対象Ｈは凝固と同時に切開される。

また、前述の実施形態及び変形例では、ピーク検出時に切開性能が小さい第２の超音波出力モードに切替えられるが、これに限るものではない。例えば、第４の変形例として図１６及び図１７に示すように、ピーク検出時から設定時間ΔＹ´だけ経過した時点で、切開性能が小さい第２の超音波出力モードに切替えられてもよい。図１６は、本変形例において、振動発生電力Ｐの出力が開始されてからの制御ユニット３の作動状態（フロー）を示す図である。また、図１７は、図９に示すように超音波インピーダンス値Ｚが経時的に変化する一例での、処置部１７（例えば、超音波プローブ９の先端）での超音波振動の振幅Ｕの経時的な変化を示している。図１７では、縦軸に超音波振動の振幅Ｕを示し、横軸に振動発生電力Ｐの出力開始からの経過時間ｔを示している。

図１６及び図１７に示すように、本変形例では、超音波インピーダンス値Ｚの対象ピークの検出処理（ステップＳ１０３）によって対象ピークが検出されると、第３の超音波出力モードへ振動発生電力Ｐの電源２６からの出力状態が切替えられる（ステップＳ１２１）。すなわち、ピーク検出時に、第３の超音波出力モードでの振動発生電力Ｐの出力が開始される。そして、ピーク検出時から設定時間ΔＹ´の間だけ、第３の超音波出力モードで振動発生電力Ｐが出力される。そして、第３の超音波出力モードへの振動発生電力Ｐの出力状態の切替え時から設定時間ΔＹ´経過すると（ステップＳ１２２−Ｙｅｓ）、切開性能（処置部１７の平均振動速度νａｖｅ）の小さい第２の超音波出力モードへ振動発生電力Ｐの出力状態が切替えられる。すなわち、第３の超音波出力モードでの出力開始（ピーク検出時）から設定時間ΔＹ´経過した時点で、第２の出力モードでの振動発生電力Ｐの出力が開始される。

ここで、設定時間ΔＹ´は、規定時間ΔＴ´より小さく、微小時間である。すなわち、第３の超音波出力モードで振動発生電力Ｐが出力される時間は、短い。このため、本変形例でも第１の実施形態と同様に、ピーク検出時から少なくとも規定時間ΔＴ´だけ経過した時点では、第２の超音波出力モードで振動発生電力Ｐが出力されている。図１７に示す一例では、ピーク検出時ｔ１＋ΔＴ１から規定時間ΔＴ´１より短い設定時間ΔＹ´１の間だけ、第３の超音波出力モードで振動発生電力Ｐが出力される。そして、ピーク検出時ｔ１＋ΔＴ１から設定時間ΔＹ´１経過した時点で、第２の超音波出力モードに切替えられる。なお、設定時間ΔＹ´は、例えば１〜２秒である。

本変形例では、第１の超音波出力モードにおいて、処置部１７が一定の第１の振幅Ｕ１で振動し、第２の超音波出力モードにおいて、処置部１７が第１の振幅Ｕ１より小さい一定の第２の振幅Ｕ２で振動する。そして、第３の超音波出力モードでは、処置部１７が第１の振幅Ｕ１より大きい第３の振幅Ｕ３で振動する。前述のように処置部１７の振幅Ｕが変化することにより、第３の超音波出力モードでは、第１の超音波出力モード及び第２の超音波出力モードに比べて、所定の単位時間の間での処置部１７の平均振幅Ｕａｖｅが大きくなる。したがって、第１の実施形態で前述した式（２）から、第３の超音波出力モードでは、第１の超音波出力モードに比べて、所定の単位時間の間での処置部１７の平均振動速度νａｖｅが大きくなる。このため、第３の超音波出力モードでは、ピーク検出時以前の第１の超音波出力モードに比べて、処置部１７での超音波振動による切開性能が大きくなる。

本変形例では、ピーク検出時から微小の設定時間ΔＹ´だけ、切開性能が高い（平均振動速度νａｖｅが大きい）第３の超音波出力モードで電源２６から振動発生電力Ｐが出力される。このため、ピーク検出時において一部の範囲で処置対象Ｈが分断されていない場合でも、分断されていない一部の範囲において、ピーク検出時以後に瞬時に処置対象Ｈが凝固と同時に切開される。これにより、処置対象Ｈに切れ残りが発生することを、さらに有効に防止することができる。

また、第３の超音波出力モードで振動発生電力Ｐが出力される設定時間ΔＹ´は、微小であり、ピーク検出時から少なくとも規定時間ΔＴ´だけ経過した時点では、切開性能の小さい第２の超音波出力モードで振動発生電力Ｐが出力されている。このため、第３の超音波出力モードで出力が行われる本変形例においても、当接部４５が処置部１７に当接する部位で、パッド部材４３（当接部４５）の摩耗及び熱変形を低減させることができる。

また、ある変形例では、超音波電力Ｐの出力が開始されてから、超音波振動の周波数ｆの調整が、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）制御によって、行われてもよい。この場合、超音波振動の周波数ｆの調整が開始された調整開始以後において、超音波インピーダンス値Ｚの極小値の検出処理が行われる。ここで、周波数ｆの調整開始以後において最初に極小値Ｚを検出した時点を極小検出時とすると、この変形例では、制御部５１によって極小検出時に、対象ピークの検出が行われない検出不可状態から対象ピークの検出が行われる検出許可状態へ、切替えられる。すなわち、極小検出時まで対象ピークの検出が行われない状態に、ピーク検出部５３が、制御されている。

また、ＰＬＬ制御によって周波数ｆが調整される別の変形例では、周波数ｆの調整開始時から所定の設定時間だけ経過した時点である起動時に、制御部５１によって、対象ピークの検出が行われない検出不可状態から対象ピークの検出が行われる検出許可状態へ、切替えられてもよい。すなわち、この変形例では、起動時まで対象ピークの検出が行われない状態に、ピーク検出部５３が、制御されている。

また、ある変形例では、ピーク検出部５３が対象ピークの検出及び判定（決定）を行わない検出不可状態（非検出状態）とピーク検出部５３が対象ピークの検出を行う検出許可状態との間の切替え操作を入力する切替操作部が、制御ユニット３等に設けられてもよい。

また、超音波振動に加えて、高周波電力が処置対象Ｈの処置に用いられてもよい。この場合、処置部１７及びジョー１８に高周波電力が伝達され、処置部１７及びジョー１８は電極として機能する。そして、処置部１７とジョー１８との間で把持された処置対象Ｈに高周波電流が流れることにより、処置対象（生体組織）Ｈが変成され、処置対象Ｈの凝固が促進される。

前述の実施形態及び変形例では、超音波処置装置（１）は、電源（２６）から振動発生電力（Ｐ）が出力されている状態において、振動発生電力（Ｐ）の超音波インピーダンス値（Ｚ）を経時的に検出するインピーダンス検出部（５２）と、インピーダンス検出部（５２）での検出結果に基づいて、超音波インピーダンス値（Ｚ）が漸減を開始する漸減開始時を検出する漸減検出部（５５）と、を備える。そして、超音波処置装置（１）は、検出された漸減開始時での超音波インピーダンス値（Ｚ）を仮ピーク値として保持する仮ピーク値保持部（５６）と、保持された仮ピーク値に対して漸減開始時以後の超音波インピーダンス値（Ｚ）の経時的な変化を比較することにより、保持された仮ピーク値が検出対象である対象ピークであったか否かを判定するピーク判定部（５７）と、を備える。そして、超音波処置装置（１）は、ピーク判定部（５７）での判定に基づいて、対象ピークが検出されたピーク検出時から少なくとも規定時間（ΔＴ´）だけ経過した時点において、ピーク検出時以前の第１の超音波出力モードに比べて処置部（１７）での超音波振動による切開性能が小さくなる第２の超音波出力モードで、電源（２６）から振動発生電力（Ｐ）を出力させる超音波制御部（５８）を備える。

以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明は前述の実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形ができることは勿論である。

以下、特徴的事項を付記する。
記
（付記項１）
振動発生電力が伝達されることにより超音波振動を発生する振動発生部と、前記振動発生部で発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて処置を行う処置部と、前記処置部に対して開閉可能なジョーであって、前記処置部に対して前記ジョーが閉じた状態において前記処置部に当接可能な当接部を備えるジョーと、を備える超音波処置装置において、前記振動発生部への前記振動発生電力の供給を制御する制御ユニットであって、
前記振動発生電力を出力可能な電源と、
前記電源から前記振動発生電力が出力されている状態において、前記振動発生電力の超音波インピーダンス値を経時的に検出するインピーダンス検出部と、
前記インピーダンス検出部での検出結果に基づいて、前記超音波インピーダンス値が漸減を開始する漸減開始時を検出する漸減検出部と、
検出された前記漸減開始時での前記超音波インピーダンス値を仮ピーク値として保持する仮ピーク値保持部と、
保持された前記仮ピーク値に対して前記漸減開始時以後の前記超音波インピーダンス値の経時的な変化を比較することにより、保持された前記仮ピーク値が検出対象である対象ピークであったか否かを判定するピーク判定部と、
前記電源からの前記振動発生電力の出力状態を制御する超音波制御部であって、前記ピーク判定部での判定に基づいて、前記対象ピークが検出されたピーク検出時から少なくとも規定時間だけ経過した時点において、前記ピーク検出時以前の第１の超音波出力モードに比べて前記処置部での前記超音波振動による切開性能が小さくなる第２の超音波出力モードで、前記電源から前記振動発生電力を出力させる超音波制御部と、
を具備する制御ユニット。

Claims (12)

1. 振動発生電力を出力可能な電源と、
   前記電源から前記振動発生電力が伝達されることにより、超音波振動を発生する超音波振動子と、
   前記超音波振動子で発生した前記超音波振動を用いて処置を行う処置部と、
   前記処置部に対して開閉可能なジョーであって、前記処置部に対して前記ジョーが閉じた状態において前記処置部に当接可能な当接部を備えるジョーと、
   前記電源から前記振動発生電力が出力されている状態において、前記超音波振動子の超音波インピーダンス値を経時的に検出するインピーダンス検出部と、
   前記インピーダンス検出部での検出結果に基づいて、前記超音波インピーダンス値が漸減を開始する漸減開始時を検出する漸減検出部と、
   検出された前記漸減開始時での前記超音波インピーダンス値を仮ピーク値として保持する仮ピーク値保持部と、
   保持された前記仮ピーク値に対して前記漸減開始時以後の前記超音波インピーダンス値の経時的な変化を比較することにより、保持された前記仮ピーク値が検出対象である対象ピークであったか否かを判定するピーク判定部と、
   前記電源からの前記振動発生電力の出力状態を制御する超音波制御部であって、前記ピーク判定部での判定に基づいて、前記対象ピークが検出されたピーク検出時から少なくとも規定時間だけ経過した時点において、前記ピーク検出時以前の第１の超音波出力モードに比べて前記処置部での前記超音波振動による切開性能が小さくなる第２の超音波出力モードで、前記電源から前記振動発生電力を出力させる超音波制御部と、
   を具備する超音波処置装置。
2. 前記超音波制御部は、前記第２の超音波出力モードにおいて、所定の単位時間での前記超音波振動による前記処置部の平均振動速度が前記第１の超音波出力モードに比べて小さくなる状態に、前記電源からの前記振動発生電力の前記出力状態を制御する、請求項１の超音波処置装置。
3. 前記超音波制御部は、前記第１の超音波出力モードにおいて一定の第１の振幅で前記処置部を振動させ、かつ、前記第２の超音波出力モードにおいて前記第１の振幅より小さい一定の第２の振幅で前記処置部を振動させる状態に、前記電源からの前記振動発生電力の前記出力状態を制御する、請求項１の超音波処置装置。
4. 前記超音波制御部は、前記振動発生電力の電力値、及び、前記振動発生電力の出力に基づいて前記電源から前記超音波振動子に供給される振動発生電流の電流値の少なくとも一方を調整することにより、前記第１の超音波出力モードと前記第２の超音波出力モードとの間で、前記処置部での前記超音波振動の振幅を変化させる、請求項１の超音波処置装置。
5. 前記処置部が一定の第１の振幅で振動する第１の振動ステージ、及び、前記処置部が前記第１の振幅より小さい一定の第２の振幅で振動する第２の振動ステージを規定した場合に、前記超音波制御部は、前記第２の超音波出力モードにおいて、前記第２の振動ステージに対する前記第１の振動ステージの時間比率が前記第１の超音波出力モードに比べて小さくなる状態に、前記電源からの前記振動発生電力の前記出力状態を制御する、請求項１の超音波処置装置。
6. 前記超音波制御部は、前記第２の超音波出力モードにおいて、前記第１の振動ステージと前記第２の振動ステージとの間で、前記処置部の前記超音波振動による振動状態を周期的に変化させ、
   前記超音波制御部は、前記第１の超音波出力モードにおいて、
   前記第１の振動ステージと前記第２の振動ステージとの間で、前記処置部の前記超音波振動による前記振動状態を前記第２の超音波出力モードと同一の変調周期で周期的に変化させるとともに、前記変調周期における前記第１の振動ステージが占める割合を前記第２の超音波出力モードより大きくする、又は、
   前記処置部の前記超音波振動による前記振動状態を、前記第１の振動ステージに連続的に保つ、
   請求項５の超音波処置装置。
7. 前記超音波制御部は、前記第２の超音波出力モードにおいて、前記超音波振動の共振周波数が前記第１の超音波出力モードに比べて小さくなる状態に、前記電源からの前記振動発生電力の前記出力状態を制御する、請求項１の超音波処置装置。
8. 前記超音波制御部は、前記ピーク検出時から前記規定時間より短い設定時間の間だけ、前記第１の超音波出力モードに比べて前記処置部での前記超音波振動による切開性能が大きくなる第３の超音波出力モードで、前記電源から前記振動発生電力を出力させ、前記第３の超音波出力モードでの出力後に前記第２の超音波出力モードに切り替える、請求項１の超音波処置装置。
9. 前記超音波制御部は、前記第３の超音波出力モードにおいて、所定の単位時間での前記超音波振動による前記処置部の平均振動速度が前記第１の超音波出力モードに比べて大きくなる状態に、前記電源からの前記振動発生電力の前記出力状態を制御する、請求項８の超音波処置装置。
10. 前記インピーダンス検出部は、前記超音波振動子での振動発生電流及び振動発生電圧を経時的に検出し、検出した前記振動発生電流及び前記振動発生電圧に基づいて前記超音波インピーダンス値を検出する、請求項１の超音波処置装置。
11. 前記第１の超音波出力モードから前記第２の超音波出力モードに切り替わった後に、前記電源からの前記振動発生電力の出力状態が切り替わったことを告知する告知部をさらに具備する、請求項１の超音波処置装置。
12. 超音波振動子で発生させた超音波振動を用いて処置対象を処置する処置部を備える超音波処置具と電気的に接続される制御ユニットであって、
    前記超音波振動子を作動させる振動発生電力を出力する電源と、
    前記電源から出力された前記振動発生電力に基づいて、前記超音波振動子の超音波インピーダンス値を経時的に検出するインピーダンス検出部と、
    前記インピーダンス検出部での検出結果に基づいて、前記超音波インピーダンス値が漸減を開始する漸減開始時を検出する漸減検出部と、
    検出された前記漸減開始時での前記超音波インピーダンス値を仮ピーク値として保持する仮ピーク値保持部と、
    保持された前記仮ピーク値に対して前記漸減開始時以後の前記超音波インピーダンス値の経時的な変化を比較することにより、保持された前記仮ピーク値が検出対象である対象ピークであったか否かを判定するピーク判定部と、
    前記電源からの前記振動発生電力の出力状態を制御する超音波制御部であって、前記ピーク判定部での判定に基づいて、前記対象ピークが検出されたピーク検出時から少なくとも規定時間だけ経過した時点において、前記ピーク検出時以前の第１の超音波出力モードに比べて前記処置部での前記超音波振動による切開性能が小さくなる第２の超音波出力モードで、前記電源から前記振動発生電力を出力させる超音波制御部と、
    を具備する制御ユニット。

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